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第三章 原子核,1、原子核的组成与核力,1,打开原子核物理的大门,19世纪末，科学家发现 打开原子核物理大门 的一把钥匙,物质的放射性,2,放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构. 原子核内究竟还有什么结构？ 原子核又是由什么粒子组成的呢？,一、原子核的组成,3,质子的发现,研究表明：质子的性质和氢原子核的性质完全相同，所以质子就是氢原子核.,1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核，得到了质子 p,4,同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子。,原子核是否只是由质子组成呢？,？,1920年，卢瑟福预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。,-质子是原子核的组成部分。,5,中子的发现,1932年英国物理学家查德威克用粒子轰击铍发现了中子 n。,6,研究证明中子的质量和质子的质量基本相同，但是不带电，是中性粒子. 在对各种原子核进行的实验中，发现质子和中子是组成原子核的两种基本粒子.,中子的发现,7,1.原子核的组成： 2.原子核中的三个整数: 1)核子数：质子和中子质量相差很小，统称为核子。质子数和中子数之和叫核子数. 2)电荷数(Z)：原子核所带的电荷总是质子数的整数倍，用这个整数表示电荷数. 3)质量数(A)：原子核的质量等于质子和中子的质量和，所以原子核的质量几乎等于单个核子质量的整数倍，这个整数叫质量数.,质子和中子（统称核子 ）,8,原子核的组成,中子,质子,统称核子,U,He,H,1 1,4 2,235 92,1015m,9,X 表示 元素符号,Z表示质子数,A表示质量数,3.原子核中的两个等式: (1)核电荷数=质子数=原子序数=荷外电子数 (2)质量数=核子数=质子数+中子数,氦原子核,有2个质子，2个中子。 质量数为4,铀原子核,有92个质子，143个中子。 质量数为235,10,4、同位素： 质子数相同，中子数不同的原子，（质量数自然不同），互为同位素。,11,发现质子核反应,发现中子核反应,核反应：利用天然反射性的高速粒子或人工加速的粒子去轰击原子核,以产生新的原子核的过程。,核反应方程：用原子核符号描述核反应过程的式子。,温馨提示 遵循： 上标质量数守恒 下标电荷数守恒,二、核反应,12,其他核反应：,二、核反应,居里夫妇第一次制造出了自然界中没有的放射性同位素磷30,13,核子以什么力结合成原子核,原子核示意图,试计算核子之间存在万有引力及库仑斥力,三、核力,质子间的距离r=110-15m 质子的质量m=1.6710-27kg 质子的电量q=1.610-19 c 引力常量G=6.710-11m3.kg-1.s-2 静电力常量k=9.0109N.m2.C-2,14,原子核的半径约为10-15m , 只相当原子半径的万分之一。在这么小的空间里带正电的质子与质子间的库仑斥力是很大，万有引力太小，只有库仑力的10-36。而通常原子核是稳定的,于是核内还应有另一种力把各种核子紧紧拉在一起, 此力称为核力。,核力,mp,mp,库仑力,库仑力,万有引力,万有引力,核力,核子靠什么力结合成原子核？,15,核力存在于质子之间、中子之间及中子与质子之间，即核子之间。 核力是只在2.01015米距离内起作用的短程强相互作用力。由于核子的大小约为0.81015米，故只有相邻的核子之间才有核力作用。 核力的本质仍在研究中。,原子核示意图,16,2. 核力是短程力。约在 10-15m量级时起作用，距离大于0.810-15m时为引力, 距离为1.510-15m时核力几乎消失，距离小于0.810-15m时为斥力。,3. 核力具有饱和性。核子只对相邻的少数核子产生较强的引力，而不是与核内所有核子发生作用。,4. 核力具有电荷无关性。,要真正了解核子间的相互作用还要考虑核子的组成物夸克的相互作用。,1. 核力是四种相互作用中的强相互作用（强力）的一种表现。,核力的特点：,17,课堂小 结,X 表示 元素符号,Z表示质子数,A表示质量数,2、核反应,（1）、粒子轰击氮的核实验（发现质子的核反应）,（2）、粒子轰击铍的核实验（发现中子的核反应）,3、核力：使核子结合在一起的力是短程强相互作用力。,1、原子的组成,特点：短程力（作用范围1.510-15m内）,注意：反应过程中质量数、电荷数守恒,18,1下列有关物理学史的叙说，正确的是（ ） A.粒子的散射实验揭示了原子内部还有复杂结构 B. 天然放射性现象揭示了原子核内部还有复杂结构 C. 质子和中子的发现揭示了原子核由质子和中子组成 D. 电子的发现揭示了原子的核式结构模型,B C,精讲细练,19,2、若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对 的原子来说（ ） A、x=90,y=90,z=234 B、x=90,y=90,z=144 C、x=144,y=144,z=90 D、x=234,y=234,z=324,B,精讲细练,20,3、氢有三种同位素，分别是氕 、氘 、氚 ，则（ ） A、它们的质子数相等 B、它们的核外电子数相等 C、它们的核子数相等 D、它们的中子数相等,AB,精讲细练,21,
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